Pepsin (Hebrew)



פעילות ביולוגית


האנזים פפסין הפועל בקיבה



מפרק חלבונים המצויים במזון לשרשראות קצרות יותר שנקראות פפטונים. פירוק הפפטונים לחומצות אמיניות מתבצע בהמשך תהליך העיכול במעי. האנזים מופרש מתאים בדופן הקיבה בצורה לא פעילה שנקראת פפסינוגן. הפפסינוגן הוא למעשה סוג של זימוגן. תאים אחרים בדופן הקיבה מפרישים לחלל הקיבה חומצה מילחית (HCl)שגורמת ליצירת pH חומצי במיוחד (1.5-2) בחלל הקיבה. בהשפעת ה- pH הנמוך השורר בקיבה חל שינוי במבנה המרחבי של הפפסינוגן והוא חותך מעצמו מקטע באורך 44 חומצות אמיניות. דבר הגורם לחשיפה מלאה של האתר הפעיל של האנזים. בעקבות כך הפפסינוגן הופך לאנזים פעיל הקרוי פפסין. רואים הדמייה של מבנה הפפסין ומבנה הפפסינוגן. הקטע המסומן בירוק הוא המיקטע שנחתך. פעולת אנזים על עצמו נקראת אוטוקטליזה. הפפסין הפעיל הופך מולקולות פפסינוגן נוספות לפעילות. באופן כזה מוגבר תהליך הפעלת האנזים. הפפסין חותך חלבונים המצויים במזון במקומות שבהם מופיעות בשרשרת אחת מהחומצות האמיניות הארומטיות פניל אלנין, טריפטופן או טירוזין. האנזים חותך בקצה האמיני של חומצות אלו. מנגנון הפעלה עצמי מצוי גם באנזימים אחרים. למשל באנזים טריפסין



המפרק במעי את הפפטידים שנוצרו מפירוק החלבונים בקיבה על ידי הפפסין.

מבנה הפפסין
 הפפסין התגלה בשנת 1836 ע"י החוקר שוואן. זהו האנזים האנימלי  הראשון שהתגלה ולכן הוא היה גם אחד הראשונים שגובשו בשנת 1929. המבנה ראשוני    שלו, כלומר רצף החומצות האמיניות המרכיבות אותו, כולל 326 חומצות אמיניות. רצף זה כולל מקטע של 18 חומצות אמיניות שנקרא  signal peptide - וכן את המקטע באורך 44 חומצות אמיניות שנקטע בעת הפיכת הפפסינוגן לפפסין. מקטע ה- signal peptide מאפשר את הכוונת הפפסינוגן המיוצר בתאי דופן הקיבה להפרשה מהתאים החוצה אל תוך חלל הקיבה . המבנה השניוני

שלו כולל מספר סלילי אלפא, המסומנים בדגם באדום, ומספר משטחי ביטא, המסומנים בדגם באדום. גיבוש האנזים ופתירת המבנה המרחבי שלו איפשר יצירת הדמייה תלת מימדית שלו כלומר של המבנה השלישוני שלו. למולקולת הפפסין יש צורה דומה לצורת זרע שעועית  והאתר הפעיל נמצא בשקע.

גורמים המשפיעים על קצב פעילות הפפסין
 1.	דרגת ה- pH  :   הפפסין פעיל בסביבה חומצית מאד (pH 1.5-2). ככל שה- pH נעשה יותר בסיסי כך יורדת מידת פעילות האנזים. ב- PH גבוה מ- 5 האנזים עובר דנטורציה. 2.הטמפרטורה המיטבית היא בין 37 ל-42 מעלות 3.	 מעכבים   :  חומר שנקרא פפסטטין שהוא פפטיד קצר באורך 6 חומצות אמיניות, נקשר לאתר הפעיל של האנזים וחוסם אותו. הפפסטטין אינו נמצא בקיבה. הוא בודד מחיידקים מסויימים המייצרים אותו ומנוצל לצרכי מחקר.

הגנת דופן הקיבה מפני פירוק עצמי על ידי הפפסין


מיצי הקיבה המכילים את החומצה והפפסין הם נוזלים רבי עוצמה. מגע איתם עלול לגרום לכוויה. ברור שהם עלולים לגרום לנזק לדופן הקיבה שבנוייה גם מחלבונים .נזק זה נמנע בשל המנגנונים הבאים : 1.הפרשת ריר בסיסי ע"י תאי הדופן . ריר צמיג זה מצפה את הדופן הפנימית של הקיבה ומגן עליה מפירוק. 2. יצירה מתמדת של תאי רירית חדשים המחליפים תאים שנפגעו . 3. הפרשת הפפסין בצורה לא פעילה כפפסינוגן. הפעלת הפפסין נעשית בקיבה . 4. כמות הפפסין והחומצה המופרשות עולה כשיש מזון בקיבה, ויורדת בין הארוחות .    הבקרה על פעולת הפפסין : גירוי חוש הטעם והריח על ידי אכילת מזון או הרחתו או אפילו ראיית המזון מעוררים את מערכת העצבים להעביר דחף עצבי אל הקיבה . הקיבה מגיבה לגירוי העצבי בשתי צורות: א.	הגברת ההפרשה של פפסינוגן וחומצה מלחית .	ב.הפרשה של ההורמון גסטרין מתאים מיוחדים באיזור שוער הקיבה . הגסטרין מופרש ככל ההורמונים לדם ומגיע איתו חזרה לדופן הקיבה . הוא מגרה אותה להפרשת עוד פפסינוגן וחומצה מלחית ולמרות כל מנגנוני ההגנה הללו , לעיתים נוצרים אצל אנשים מסוימים פצעים בדופן הקיבה שגורמים למחלה הנקראת אולקוס.

Pepsin